鈦和銅為什麼不是記憶合金

① 為什麼鈦合金具有記憶呢

所謂形狀記憶合金,就是在某溫度一下使其塑性變形,而後在高溫下加熱時,它可以恢復到加工前的形狀的極有趣的現象的合金總稱.這一種新型功能材料,可應用在自動化機械、機器人、熱能發動機、空調設備等部件中。
具有這游仔種形狀記憶效應的合金，除神稿汪鎳鈦合金外，還先後發現銅-鋅、金-鎘、鎳-鋁等約20種合金，其中「記憶力」敬譽最好的是NT合金。因此，大多數人認為金屬合金具有形狀記憶特性是因為含有金屬元素:鎳
其實，關於記憶合金的原理到現在還不是十分清楚。

② 記憶金屬原理

記憶金屬原理：某些合金在固態時其晶體結構隨溫度發生變化。

形狀記憶合金的高溫相具有很高的結構對稱性，通常是有序立方結構。在MS溫度下，單向高溫相轉變為不同取向的馬氏體變體。當材料在低於ms的溫度下變形製造零件時，不利於材料應力方向的馬氏體變種不斷減少，而有利於材料的馬氏體變種不斷增長。最後，將其轉化為具有單向取向的有序馬氏體元素。

如再度加熱到As點以上，這種對稱性低的、單一取向的馬氏體發生逆轉變時，又形成先前的單一取向的高溫相。對應於微觀結構的可逆轉變，恢復了材料在高溫下的宏觀形狀，稱為單向形狀記憶。經過一定過程處理後的記憶元件的形狀，當其冷卻到ms以下時，可以在低溫下恢復為形狀，稱為雙向形狀記憶效應。

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記憶金屬的分類有：

一、單程記憶效應

形狀記憶合金在較低的溫度下變形，加熱後可恢復變形前的形狀，這種只在加熱過程中存在的形狀記憶現象稱為單程記憶效應。

二、單程記憶效應

形狀記憶合金在較低的溫度下變形，加熱後可恢復變形前的形狀，這種只在加熱過程中存在的形狀記憶現象稱為單程記憶效應。

三、全程記憶效應

加熱時恢復高溫相形狀，冷卻時變為形狀相同而取向相反的低溫相形狀，稱為全程記憶效應。目前已開發成功的形狀記憶合金有TiNi基形狀記憶合金、銅基形狀記憶合金、鐵基形狀記憶合金等。

參考資料來源：網路—記憶金屬

③ 上世紀出現一種記憶材料，這種材料是怎麼形成的

記憶合金按材料有很多種，主要應用有:鈦鎳合金、金鎘合金、銅鋅合金。記憶合金是由兩種以上的金屬元素通過熱彈性和馬氏體相變及其反轉而產生形狀記憶效應的材料。形狀記憶合金是目前最好的形狀記憶材料之一。到目前為止，已經發現了50多種具有形狀記憶效應的合金。

世界材料科學出現了一種具有「記憶」形狀功能的合金。記憶合金是一種特殊的金屬條，容易彎曲。我們把它放在裝滿熱水的玻璃罐里，金屬條向前拋；放入冷水中，金屬條恢復原狀。在裝滿冷水的玻璃罐里，加長一個，當彈簧放入熱水時，彈簧又自動塌了。冷水中，泉水恢復原狀，熱水中，泉水收縮。彈簧可以無限拉伸和收縮，然後收縮和拉回。

這些都是有記憶的智能金屬製成的，其微觀結構有兩種相對穩定的狀態。高溫時合金可以變成你想要的任何形狀，低溫時合金可以拉伸，但再加熱會記住原來的形狀，變回原來的形狀。這種材料被稱為記憶金屬。它主要由鎳鈦合金製成。例如，一種螺旋形超級合金在高溫退火後呈螺旋形。室溫下用力拉直，但只要鎳鈦記憶合金絲把它加熱到一定的「異常溫度」，這種合金似乎就記住了什麼，立刻恢復到原來的螺旋形狀。

④ 金屬具有記憶力嗎

人類有記憶能力，這是天經地義的事，沒有什麼可懷疑的。如果說金屬也有記憶能力，那人們會感到很驚奇。而事實上，確實發現金屬也有記憶能力。

1958年，美國海軍軍械實驗室冶金師布勒在研究鎳—鈦(Ni—Ti)合金時無意中發現，在不同溫度下鎳—鈦合金相碰撞時，發出不同的聲音。剛從爐子里取出的合金棒相碰撞發出清脆的聲音，而冷卻到室溫後核握，則發暗啞遲鈍的聲音。他敏銳地意識到，溫度對合金的組織結構和硬度可能有很大影響，但並未注意到是一種記憶現象。後來在1963年的一次實驗中，需要用鎳—鈦合金絲，因為得到的鎳—鈦合金絲是彎彎曲曲的，使用起來不方便，所以實驗前需把這些合金絲一根根拉直，然後做實驗。實驗中出現了令人驚異的奇怪現象：實驗溫度升到一定值時，這些原來拉直的合金絲突然無一例外地全部變成彎彎曲曲的形狀。反復多次實驗，結果都一樣，而碰禪且發現無論你把鎳—鈦合金絲拉得多麼直，當溫度達到某一定值即稱為轉變溫度時，就會完完全全恢復到原來的彎曲形狀。這個實驗過程我們可以給出一個有點人情味的描述。當環境溫度遠離轉變溫度時。鎳—鈦合金是沒有「知覺」的，可以任憑你折騰它，隨意改變它的形狀。但是當環境溫度一旦達到轉變溫度時，則鎳—鈦合金絲即被「喚醒」，恢復知覺，立即有「記憶力」，馬上恢復到本來的面目。科學家把這種現象稱為形狀記憶效應。具有這種效應的合金稱為形狀記憶合金。鎳—鈦合金的轉變溫度為40℃，為了好記也可以稱為「記憶溫度」或「喚醒溫度」。

合金具有奇特的形狀記憶能力，從本質上說，是合金內部微觀結構固有的變化規律所決定的。固態金屬合金中，原子是按一定的規律有序排列的。有的合金隨環境溫度的變化，內部原子的排列方式也會發生變化。當溫度回到原來的數值時，合金內部原子的排列又會恢復到原來的排列方式。

下頁圖描繪了三種不同材料進行拉伸變形，解除外力和加熱等操作後所發生的結果。從中可以看到形狀記憶合金與普通金屬材料的不同是很明顯的，而它與超彈性材料的不同在於超彈性材料是在解除外力後即恢復原狀。而記憶合金要由「轉變溫度」喚醒其記憶力後才恢復原狀。

經過20年來的發展，形狀記憶合金從鎳—鈦合金開始，發展到鎳—鈦系合金、銅系合金和鐵系合金等，形成系列產品。

1969年，美國阿波羅登月艙曾在月亮上安置直徑數米的半球形天線。這座天線是用當時研製成功不久的形狀記憶合金材料按設計要求製造的，然後降低溫度把它壓成一團，裝進登月艙送上月宮。當天線在太陽光的照耀下溫度升高到記憶溫度（轉變溫度）時，天線的記憶力被「喚醒」，恢復了本來的形狀，於是一座半球形天線便屹立於月球上了。現在，數千顆人造衛星正在天外遨遊，為了向地球發射有用的信息，往往要安裝形狀記憶合金天線，成為人類獲取天外信息所不可缺少的重要材料。

在醫學上，鎳—鈦合金與生物體有較好的相容性，可以在人體內作為固定折斷骨骼的插銷，做成接骨板，使斷骨緊緊相接；用記憶合金做成極精細的網路，然後降低溫度壓成細絲，插入血管，由於體溫使它恢復了網路形狀，所以在血管里起到血栓的過濾器作用；還可用於牙齒矯形弓絲、女性胸罩、人造心臟等。由於形狀記憶合金應用於醫學，故成為有利於人類康復的好材料。

工程上笑氏塵某些領域如航空、航天、核工業和海底輸油管道等，為了保證系統萬無一失，管道連接處常採用記憶合金管套，用形狀記憶合金加工成內徑比要接的管子的外徑小4%的套管，然後在低溫度下將套管直徑擴大8%，再把要連接的兩根管子從套管兩端插入，當溫度升到常溫後，有記憶的套管就恢復原形，使管子緊密連接。

形狀記憶合金可以作為智能材料應用。例如，利用它在加熱和冷卻時會產生伸縮力的特點，因而做成驅動機器人手臂的機構，這樣就不需要傳統的促動器上的齒輪、凸輪等機械機構，而由智能材料(記憶合金)自身的功能來表現。

⑤ 記憶合金的材料是什麼

記憶合金的主要成分是鎳和鈦。它獨有的物理特性是當溫度達到某一數值時，材料內部的晶體結構會發生變化從而導致外形的變化。例如應用於外科手術的記憶合金醫用支架。

記憶合金按材料有很多種，主要應用的有：鈦鎳合金，金鎘合金，銅鋅合金。記憶合金是通過熱彈性與馬氏體相變及其逆變而具有形狀記憶效應，由兩種以上金屬元素所構成的材料。形狀記憶合金是目前形狀記憶材料中形狀記憶性能最好的材料。

迄今為止，發現具有形狀記憶效應的合金有50多種。一般金屬材料受到外力作用後，首先發生彈性變形，達到屈服點，就產生塑性變形，壓力消除後留下永久變形。但有些材料，在發生了塑性變形後，經過合適的熱過程，能夠回復到變形前的形狀，這種現象叫做形狀記憶效應。

具有形狀記憶效應的金屬一般是由兩種以上金屬元素組成的合金，稱為形狀記憶合金。目前已開發成功的形狀記憶合金有基形狀記憶合金，銅基形狀記憶合金，鐵基形狀記憶合金等。

⑥ 形狀記憶合金是由什麼材料做的為什麼它有記憶功能而別的金屬沒有記憶功能

物體在某一溫度下受外力變形，去除外力後仍保持變形後的形狀，但於較高溫度下能自動恢復變形前的原有形狀，這就是形狀記憶效應。具有這種效應的合金材料稱為形狀記憶合金。

形狀記憶合金種類很多，我記得至少有一百多種，成分各不一樣。目前已開發成功的形狀記憶合金可以分為TiNi基形狀記憶合金、銅基形狀記憶合金、鐵基形狀記憶合金等三大類的十幾種記憶合金體系：包括Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、NiAl、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si等等。

記憶功能的機理還是比較復雜的，應該說目前的研究還不能完全的解釋清楚。但大概可以這么說明：
形狀記憶合金的高溫相具有較高的結構對稱性，通常為有序立方結構。在Ms溫度以下,單一取向的高溫相轉變成具有不同取向的馬氏體變體。當在Ms溫度以下使這種材料變形以製成元件時，材料內與應力方向處於不利地位的馬氏體變體不斷消減；處於有利地位的則不斷生長。最後轉變成具有單一取向的有序馬氏體的元件。如再度加熱到As點以上，這種對稱性低的、單一取向的馬氏體發生逆轉變時，又形成先前的單一取向的高溫相。對應於這種微觀結構的可逆性轉變，便恢復了材料在高溫時的宏觀形狀，這就是所謂的單程形狀記憶。經過某種工藝處理的記憶元件，冷卻到Ms以下時,可恢復到低溫時的形狀,則稱為雙程形狀記憶效應。

記憶元件隨溫度變化而改變形狀的過程，就是材料內部馬氏體隨溫度的降低和升高連續生長和消減的過程，這種現象稱為熱彈性。一般認為，呈現形狀記憶效應的合金必須具有以下特點：①馬氏體是熱彈性的；②形變是通過孿生而不是滑移發生的；③馬氏體是由有序的母相形成的。

⑦ 記憶合金的主要成分

記憶合金的主要成分粗租是金屬元素，包括鎳、鈦、銅、鐵等。其中，鎳鈦記憶合金是雀肢最為常見的一種，其成分為Ni-Ti。這種合金具頃凳世有記憶效應，即在特定條件下，可以恢復其原始形狀。

⑧ 什麼是記憶合金

記憶合金是一種原子排列很有規則、體積變為小於0.5%的馬臘桐氏體相變合金。悶局察這種合金在外螞茄力作用下會產生變形，當把外力去掉，在一定的溫度條件下，能恢復原來的形狀。由於它具有百萬次以上的恢復功能，因此叫做"記憶合金"。當然它不可能像人類大腦思維記憶，更准確地說應該稱之為"記憶形狀的合金"。此外，記憶合金還具有無磁性、耐磨耐蝕、無毒性的優點，因此應用十分廣泛。科學家們現在已經發現了幾十種不同記憶功能的合金，比如鈦－鎳合金，金－鎘合金，銅－鋅合金等。

⑨ 記憶金屬

形狀記憶合金是一種在加熱升溫後能完全消除其在較低的溫度下發生的變形,恢復其變形前原始形狀的合金材料.除上述形狀記憶效應外,這種合金的另一個獨特性質是在高溫（奧氏體狀態）下發生的「偽彈性」（又稱「超彈性」,英文pseudoelasticity）行為,表現為這種合金能承載比一般金屬大幾倍甚至幾十倍的可恢復應變.
形狀記憶合金的這些獨特性質源於其內部發生的一種獨特的固態相變——熱彈性馬氏體相變. 例如,鎳-鈦合金在40℃以上和40℃以下的晶體結構是不同的,但溫度在40℃上下變化時,合金就會收縮或膨脹,使得它的形態發生變化.這里,40℃就是鎳-鈦記憶合金的「相變溫度」.各種合金都有自己的相變溫度.
目前形狀記憶合金已有十幾種合金體系：包括Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、NiAl、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si等等.研究最多應用最廣的主要有TiNi基形狀記憶合金、銅基形狀記憶合金、鐵基形狀記憶合金三個大類.
目前我們聽說到最多和我們最密切相關的應用就是製造眼鏡架的「記憶金屬」了,這種「記憶金屬」應當是鎳鈦合金的——即所謂鈦金屬眼鏡架.這種眼鏡架,有傳統金屬眼鏡架無法可比的優點.首先,鈦金屬眼鏡架,特別輕,同一款式的眼鏡架,鈦架比傳統架輕一半；其次,鈦金屬架具有超彈性,永不變形的優點可將兩鏡腿向兩側拉伸直以與鏡圈成一條線,都不會拉斷,鼻樑扭曲90度也不會變形.鈦金屬架還有一個特點是：它化學穩定性好,非常耐腐蝕.不易被污水浸蝕,也不會引起皮膚過敏,戴傳統金屬架有皮膚過敏史的人非常合適戴鈦金屬架.戴上鈦金屬架的眼鏡,既輕巧、又結實,長期使用仍是光亮如新永不變形.
另外順便說一句：形狀記憶合金（記憶金屬）只是形狀記憶材料（智能材料）的一個大類,形狀記憶材料除形狀記憶合金外還包括形狀記憶陶瓷和形狀記憶高分子聚合物等.
形狀記憶合金按照記憶效應表現形式可以分為三種：
（1）單程記憶效應
形狀記憶合金在較低的溫度下變形,加熱後可恢復變形前的形狀,這種只在加熱過程中存在的形狀記憶現象稱為單程記憶效應.
（2）雙程記憶效應
某些合金加熱時恢復高溫相形狀,冷卻時又能恢復低溫相形狀,稱為雙程記憶效應.
（3）全程記憶效應
加熱時恢復高溫相形狀,冷卻時變為形狀相同而取向相反的低溫相形狀,稱為全程記憶效應.
最早關於形狀記憶效應的報道是由Chang及Read等人在1952年作出的.他們觀察到Au-Cd合金中相變的可逆性.後來在Cu-Zn合金中也發現了同樣的現象,但當時並未引起人們的廣泛注意.直到1962年,Buehler及其合作者在等原子比的TiNi合金中觀察到具有宏觀形狀變化的記憶效應,才引起了材料科學界與工業界的重視.到70年代初,CuZn、CuZnAl、CuAlNi等合金中也發現了與馬氏體相變有關的形狀記憶效應.幾十年來,有關形狀記憶合金的研究已逐漸成為國際相變會議和材料會議的重要議題,並為此召開了多次專題討論會,不斷豐富和完善了馬氏體相變理論.在理論研究不斷深入的同時,形狀記憶合金的應用研究也取得了長足進步,其應用范圍涉及機械、電子、化工、宇航、能源和醫療等許多領域.
形狀記憶合金的具體應用如下.
※工業應用：
（1）利用單程形狀記憶效應的單向形狀恢復.如管接頭、天線、套環等.
（2）外因性雙向記憶恢復.即利用單程形狀記憶效應並藉助外力隨溫度升降做反復動作,如熱敏元件、機器人、接線柱等.
（3）內因性雙向記憶恢復.即利用雙程記憶效應隨溫度升降做反復動作,如熱機、熱敏元件等.但這類應用記憶衰減快、可靠性差,不常用.
（4）超彈性的應用.如彈簧、接線柱、眼鏡架等.
※醫學應用：
TiNi合金的生物相容性很好,利用其形狀記憶效應和超彈性的醫學實例相當多.如血栓過濾器、脊柱矯形棒、牙齒矯形絲、腦動脈瘤夾、接骨板、髓內針、人工關節、避孕器、心臟修補元件、人造腎臟用微型泵等.
※高科技應用展望：
20世紀是機電學的時代.感測——集成電路——驅動是最典型的機械電子控制系統,但復雜而龐大.形狀記憶材料兼有感測和驅動的雙重功能,可以實現控制系統的微型化和智能化,如全息機器人、毫米級超微型機械手等.21世紀將成為材料電子學的時代.形狀記憶合金的機器人的動作除溫度外不受任何環境條件的影響,可望在反應堆、加速器、太空實驗室等高技術領域大顯身手。